JP2023515016A - Lithium secondary battery and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
本発明は、不織布基材層及び多孔性構造層を備えた固相-液相ハイブリッド電解質膜を含むリチウム二次電池及びその製造方法に関する。本発明の一実施形態によれば、従来に比べて機械的強度及びイオン伝導度が改善された固相-液相ハイブリッド電解質膜を含むリチウム二次電池及びその製造方法を提供することができる。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lithium secondary battery including a solid-liquid hybrid electrolyte membrane having a nonwoven fabric substrate layer and a porous structure layer, and a method for manufacturing the same. According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a lithium secondary battery including a solid-liquid hybrid electrolyte membrane with improved mechanical strength and ionic conductivity compared to conventional ones, and a method of manufacturing the same.
Description
本発明は、固相-液相ハイブリッド電解質膜を含むリチウム二次電池及びその製造方法に関する。本出願は、2020年2月18日付け出願の韓国特許出願第10-2020-0019877号に基づく優先権を主張する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lithium secondary battery including a solid-liquid hybrid electrolyte membrane and a manufacturing method thereof. This application claims priority from Korean Patent Application No. 10-2020-0019877 filed Feb. 18, 2020.
車両、コンピュータ、携帯端末機の使用が増加するにつれてリチウム二次電池の重要性が高まっている。特に、軽量であって高エネルギー密度が得られるリチウム二次電池の開発が求められている。 Lithium secondary batteries are becoming more and more important as the use of vehicles, computers, and mobile terminals increases. In particular, there is a demand for the development of a lightweight lithium secondary battery that can provide a high energy density.
このようなリチウム二次電池は、正極と負極との間に分離膜を介在させた後、液体電解質を注入して製造するか、または、正極と負極との間に固体電解質膜を介在させて製造する。 Such a lithium secondary battery is manufactured by inserting a liquid electrolyte after interposing a separation membrane between a positive electrode and a negative electrode, or by interposing a solid electrolyte membrane between a positive electrode and a negative electrode. manufacture.
しかし、液体電解質を使用するリチウムイオン電池は、分離膜によって負極と正極とが区画される構造であるため、変形や外部の衝撃によって分離膜が破損されれば短絡が生じ、過熱または爆発などの危険につながるおそれがある。 However, since the lithium-ion battery using a liquid electrolyte has a structure in which the negative electrode and the positive electrode are separated by a separation membrane, if the separation membrane is damaged by deformation or external impact, a short circuit will occur, resulting in overheating or explosion. It can lead to danger.
一方、固体電解質を用いたリチウム二次電池は、電池の安全性が増大し、電解液の漏出を防止できるため、電池の信頼性が向上し、薄型の電池を製作し易いという長所がある。しかし、固体電解質を使用しても、高エネルギー密度を有して工程性が改善された固体電解質膜の開発が依然として必要である。また、固体電解質の場合、低いイオン伝導度を有するため性能が低下する問題があり、機械的強度が高くないという解決すべき技術的課題が残っている。 On the other hand, a lithium secondary battery using a solid electrolyte has advantages such as increased battery safety and prevention of electrolyte leakage, improved battery reliability, and easy manufacturing of a thin battery. However, even if a solid electrolyte is used, there is still a need to develop a solid electrolyte membrane with high energy density and improved processability. In addition, in the case of solid electrolytes, there is a problem that the performance is deteriorated due to their low ionic conductivity, and the technical problem to be solved is that their mechanical strength is not high.
本発明は、上述した技術的課題を解決するためのものであり、現在商用の固体電解質膜に比べて厚さが減少するとともに、イオン伝導度が確保された固相-液相ハイブリッド電解質膜を含むリチウム二次電池を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the above technical problems, and provides a solid-liquid phase hybrid electrolyte membrane that is thinner than the solid electrolyte membranes that are currently commercially available and that ensures ionic conductivity. An object of the present invention is to provide a lithium secondary battery comprising:
また、現在商用の固体電解質膜に比べて薄膜であるにもかかわらず、機械的強度が改善された固相-液相ハイブリッド電解質膜を含むリチウム二次電池を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a lithium secondary battery including a solid-liquid hybrid electrolyte membrane having improved mechanical strength despite being thinner than the currently commercially available solid electrolyte membranes.
また、現在商用の固体電解質膜に比べて薄膜に形成可能であり、厚さに対比した重量当りエネルギー密度が改善された固相-液相ハイブリッド電解質膜を含むリチウム二次電池を提供することを目的とする。 In addition, it is another object of the present invention to provide a lithium secondary battery including a solid-liquid hybrid electrolyte membrane that can be formed into a thin film and has an improved energy density per weight relative to the thickness compared to the solid electrolyte membranes that are currently commercially available. aim.
一方、本発明の他の目的及び長所は、下記の説明によって理解できるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段、方法またはその組合せによって実現することができる。 Meanwhile, other objects and advantages of the present invention will be understood from the following description. Also, the objects and advantages of the present invention can be achieved by means, methods or combinations thereof as indicated in the claims.
本発明の一態様は、下記具現例によるリチウム二次電池を提供する。 One aspect of the present invention provides a lithium secondary battery according to the following embodiments.
具体的には、
互いに反対極性を有する第1電極と第2電極、及び前記第1電極と第2電極との間に介在された固相-液相ハイブリッド電解質膜を含むリチウム二次電池であって、
前記固相-液相ハイブリッド電解質膜は、
不織布基材層、及び前記不織布基材層の少なくとも一面上に形成されている多孔性構造層を含み、前記不織布基材層は、高分子フィブリル(fibril)の微細構造によって形成された微細気孔構造を有し、前記微細気孔構造内に固体高分子粒子が分散しているか又は前記液体電解質が含浸されており、
前記多孔性構造層は、前記固体高分子粒子が充填されて互いに接触した状態であって、前記固体高分子粒子同士の間に気孔構造が形成され、前記液体電解質が前記固体高分子粒子同士が面接触した部分、若しくは、前記固体高分子粒子の一部または全体表面を囲んでおり、
前記液体電解質の含量は、前記固体高分子粒子と前記液体電解質との総含量100重量%に対して50~70重量%であり、
前記固相-液相ハイブリッド電解質膜のイオン伝導度は、1×10-5~1×10-1S/cmであることを特徴とする。
in particular,
A lithium secondary battery comprising a first electrode and a second electrode having opposite polarities, and a solid-liquid hybrid electrolyte membrane interposed between the first electrode and the second electrode,
The solid phase-liquid phase hybrid electrolyte membrane is
and a porous structure layer formed on at least one surface of the nonwoven fabric substrate layer, wherein the nonwoven fabric substrate layer has a microporous structure formed by a microstructure of polymer fibril. and solid polymer particles are dispersed or impregnated with the liquid electrolyte in the microporous structure,
The porous structure layer is in a state in which the solid polymer particles are filled and are in contact with each other, and a pore structure is formed between the solid polymer particles. surrounding the surface contact portion, or a part or the entire surface of the solid polymer particle,
The content of the liquid electrolyte is 50 to 70% by weight with respect to 100% by weight of the total content of the solid polymer particles and the liquid electrolyte,
The solid-liquid hybrid electrolyte membrane has an ionic conductivity of 1×10 −5 to 1×10 −1 S/cm.
このとき、前記高分子フィブリルは、0.005μm~5μmの平均直径を有し、前記不織布基材層は直径0.05μm~30μmの気孔を有し、50~80%範囲の気孔度を有し得る。 At this time, the polymer fibrils have an average diameter of 0.005 μm to 5 μm, and the nonwoven fabric substrate layer has pores with a diameter of 0.05 μm to 30 μm and a porosity of 50 to 80%. obtain.
このとき、前記高分子フィブリルは、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエステル、ナイロン、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアリレンエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン及びこれらの共重合体からなる群より選択された1種または2種以上の混合物であり得る。 At this time, the polymer fibrils are polyolefin, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyester, nylon, polyimide, polybenzoxazole, polytetrafluoroethylene, polyarylene ether sulfone, polyether ether ketone and It may be one or a mixture of two or more selected from the group consisting of these copolymers.
前記固体高分子粒子は、エンジニアリングプラスチック樹脂であり得る。 The solid polymer particles may be engineering plastic resins.
前記固体高分子粒子は、ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマー、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレートのうちいずれか一つまたは二つ以上を含み得る。 The solid polymer particles include polyphenylene oxide, polyetheretherketone, polyimide, polyamideimide, liquid crystal polymer, polyetherimide, polysulfone, polyarylate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyoxymethylene, polycarbonate, polypropylene, polyethylene, poly Any one or more of methyl methacrylate may be included.
前記不織布基材層の厚さは5μm~100μmであって、前記多孔性構造層の厚さは5μm~500μmであり得る。 The nonwoven fabric substrate layer may have a thickness of 5 μm to 100 μm, and the porous structure layer may have a thickness of 5 μm to 500 μm.
前記第1電極または前記第2電極は固体電解質を含み、前記固相-液相ハイブリッド電解質膜の厚さは10~50μmであり得る。 The first electrode or the second electrode may include a solid electrolyte, and the solid-liquid hybrid electrolyte membrane may have a thickness of 10-50 μm.
前記固相-液相ハイブリッド電解質膜の機械的強度は、500kgf/cm2~5000kgf/cm2であり得る。 The solid-liquid hybrid electrolyte membrane may have a mechanical strength of 500 kgf/cm 2 to 5000 kgf/cm 2 .
前記固相-液相ハイブリッド電解質膜の厚さは、5μm~500μmであり得る。 The solid-liquid hybrid electrolyte membrane may have a thickness of 5 μm to 500 μm.
前記リチウム二次電池は、リチウムイオン二次電池または全固体電池であり得る。 The lithium secondary battery may be a lithium ion secondary battery or an all solid state battery.
前記第1電極及び前記第2電極は、それぞれ独立して、固体電解質を含むか、または、含まないものであり得る。 The first electrode and the second electrode may each independently contain or not contain a solid electrolyte.
前記多孔性構造層は、前記第1電極または前記第2電極上にそれぞれ独立して直接塗布され形成されたものであり得る。 The porous structure layer may be directly and independently coated on the first electrode or the second electrode.
本発明の他の一態様は、下記具現例によるリチウム二次電池の製造方法を提供する。 Another aspect of the present invention provides a method of manufacturing a lithium secondary battery according to the following embodiments.
具体的には、
互いに反対極性を有する第1電極と第2電極、及び前記第1電極と第2電極との間に介在された固相-液相ハイブリッド電解質膜を含むリチウム二次電池の製造方法であって、
(S1)固体高分子粒子及び液体電解質を含む分散液を用意する段階と、
(S2)前記分散液を第1電極上に塗布して多孔性構造層を形成する段階と、
(S3)前記多孔性構造層上に、不織布基材及び前記第1電極と反対極性を有する第2電極を順次に積層し加圧して不織布基材層を含む固相-液相ハイブリッド電解質膜を製造する段階と、を含み、
前記液体電解質の含量は、前記固相-液相ハイブリッド電解質膜の全体含量100重量%に対して50%~70%であることを特徴とする。
in particular,
A method for manufacturing a lithium secondary battery comprising a first electrode and a second electrode having opposite polarities and a solid-liquid hybrid electrolyte membrane interposed between the first electrode and the second electrode, the method comprising:
(S1) preparing a dispersion containing solid polymer particles and a liquid electrolyte;
(S2) coating the dispersion on the first electrode to form a porous structure layer;
(S3) A non-woven fabric substrate and a second electrode having a polarity opposite to that of the first electrode are sequentially laminated on the porous structure layer and pressed to form a solid-liquid hybrid electrolyte membrane including the non-woven fabric substrate layer. manufacturing;
The content of the liquid electrolyte is 50% to 70% with respect to 100% by weight of the total content of the solid-liquid hybrid electrolyte membrane.
前記第1電極が正極であって前記第2電極が負極であるか、または、前記第1電極が負極であって前記第2電極が正極であり得る。 The first electrode may be a positive electrode and the second electrode may be a negative electrode, or the first electrode may be a negative electrode and the second electrode may be a positive electrode.
前記不織布基材層は、高分子フィブリルの微細構造によって形成された微細気孔構造を有し、前記微細気孔構造内に固体高分子粒子が分散しているか又は前記液体電解質が含浸されており、前記多孔性構造層は、前記固体高分子粒子が充填されて互いに接触した状態であって、前記固体高分子粒子同士の間に気孔構造が形成され、前記液体電解質が前記固体高分子粒子同士が面接触した部分、または、前記固体高分子粒子の表面を囲んでいるものであり得る。 The nonwoven fabric substrate layer has a microporous structure formed by a microstructure of polymer fibrils, and solid polymer particles are dispersed in the microporous structure or impregnated with the liquid electrolyte, The porous structure layer is in a state in which the solid polymer particles are filled and are in contact with each other, and a pore structure is formed between the solid polymer particles, and the liquid electrolyte is applied between the solid polymer particles. It can be the contact portion or the one surrounding the surface of the solid polymer particles.
前記不織布基材層は、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエステル、ナイロン、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアリレンエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン及びこれらの共重合体からなる群より選択された1種または2種以上の混合物を含み得る。 The non-woven fabric base layer includes polyolefin, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyester, nylon, polyimide, polybenzoxazole, polytetrafluoroethylene, polyarylene ether sulfone, polyether ether ketone and these. It may contain one or a mixture of two or more selected from the group consisting of copolymers.
前記固体高分子粒子は、エンジニアリングプラスチック樹脂であり得る。 The solid polymer particles may be engineering plastic resins.
前記液体電解質は、A+B-のような構造の塩であり、A+はアルカリ金属陽イオンまたはこれらの組合せからなるイオンを含み、B-はPF6 -、BF4 -、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、AsF6 -、CH3CO2 -、CF3SO3 -、N(CF3SO2)2 -、C(CF2SO2)3 -またはこれらの組合せからなるイオンを含む塩であり得る。 Said liquid electrolyte is a salt having a structure such as A + B − , where A + comprises alkali metal cations or ions consisting of combinations thereof, and B − is PF 6 − , BF 4 − , Cl − , Br - , I - , ClO 4 - , AsF 6 - , CH 3 CO 2 - , CF 3 SO 3 - , N(CF 3 SO 2 ) 2 - , C(CF 2 SO 2 ) 3 - or combinations thereof It can be a salt containing ions.
前記リチウム二次電池は、リチウムイオン二次電池または全固体電池であり得る。 The lithium secondary battery may be a lithium ion secondary battery or an all solid state battery.
前記第1電極及び前記第2電極は、それぞれ独立して、固体電解質を含むか、または、含まないものであり得る。 The first electrode and the second electrode may each independently contain or not contain a solid electrolyte.
本発明の一態様によれば、無機物粒子ではなく固体高分子粒子を使用することで変形が可能な固相-液相ハイブリッド電解質膜を含むリチウム二次電池を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a lithium secondary battery including a deformable solid-liquid phase hybrid electrolyte membrane by using solid polymer particles instead of inorganic particles.
また、圧縮可能な粒子形態の高分子を使用することで機械的強度が改善された固相-液相ハイブリッド電解質膜を含むリチウム二次電池を提供することができる。固体電解質を使用しないため、外部加圧によって変形が可能な固相-液相ハイブリッド電解質膜を提供することができる。また、高分子粒子同士が物理的に結合されているため、気孔度及び気孔チャネルの形成に有利である。 Also, it is possible to provide a lithium secondary battery including a solid-liquid hybrid electrolyte membrane with improved mechanical strength by using a polymer in the form of compressible particles. Since no solid electrolyte is used, a solid-liquid hybrid electrolyte membrane that can be deformed by external pressure can be provided. Also, the polymer particles are physically bonded together, which is advantageous for porosity and pore channel formation.
本発明の一態様によれば、バインダー高分子を使用しないため、抵抗が低い固相-液相ハイブリッド電解質膜を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, since no binder polymer is used, a solid-liquid hybrid electrolyte membrane with low resistance can be provided.
また、一定量の液体電解質を含むことでイオン伝導度が高く、また不織布基材を使用することで機械的強度が高く、不織布基材内に液体電解質が含浸されてイオン伝導度が改善された固相-液相ハイブリッド電解質膜を含むリチウム二次電池を提供することができる。 In addition, ionic conductivity is high by containing a certain amount of liquid electrolyte, and mechanical strength is high by using a nonwoven fabric base material, and ionic conductivity is improved by impregnating the nonwoven fabric base material with liquid electrolyte. A lithium secondary battery including a solid-liquid hybrid electrolyte membrane can be provided.
本明細書に添付される図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の内容とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするものであるため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。一方、本明細書に添付される図面における要素の形状、大きさ、縮尺または比率などはより明確な説明を強調するため誇張されることもある。 The drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the content of the present invention. shall not be construed as being limited only to the matters described in . On the other hand, the shapes, sizes, scales or proportions of elements in the drawings attached to this specification may be exaggerated to emphasize a clearer description.
以下、本発明の具現例を詳しく説明する。これに先だち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施形態に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. Prior to this, the terms and words used in the specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meaning, and the inventors themselves should explain their invention in the best possible way. Therefore, it should be interpreted with the meaning and concept according to the technical idea of the present invention according to the principle that the concept of the term can be properly defined. Therefore, the configuration shown in the embodiment described in this specification is merely one of the most desirable embodiments of the present invention, and does not represent all the technical ideas of the present invention. It should be understood that there may be various equivalents and modifications which may be substituted for them at the time.
本明細書の全体において、ある部分が他の構成要素を「含む」とは、特に言及しない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。 Throughout this specification, when a part "includes" other components, it means that it can further include other components, rather than exclude other components, unless specifically stated otherwise.
また、本明細書の全体で使われる用語「約」、「実質的に」などは、言及された意味に固有の製造及び物質許容誤差が提示されるとき、その数値でまたはその数値に近接した意味として使われ、本願の理解を助けるために正確又は絶対的な数値が言及された開示内容を非良心的な侵害者が不当に利用することを防止するために使われる。 Also, as used throughout this specification, the terms "about," "substantially," and the like are used at or near the numerical value when manufacturing and material tolerances inherent in the referenced meaning are presented. It is used as a semantic and to prevent unscrupulous infringers from exploiting disclosures in which exact or absolute numbers are referred to to aid understanding of the present application.
本明細書の全体において、「A及び/またはB」との記載は「A、Bまたはこれら全て」を意味する。 Throughout this specification, references to "A and/or B" mean "A, B, or all of these."
詳細な説明における特定の用語は便宜上使用されるものであって、制限的なものではない。「右」、「左」、「上面」及び「下面」の単語は参照する図面における方向を示す。「内側に」及び「外側に」の単語は、それぞれ指定された装置、システム及びその部材の幾何学的中心に向かう方向及びそれから遠くなる方向を示す。「前方」、「後方」、「上方」、「下方」及びその関連単語及び語句は、参照する図面における位置及び方位を示すものであって、制限的なものではない。このような用語は上記の単語、その派生語及び類似意味の単語を含む。 Certain terminology in the detailed description is used for convenience and is not limiting. The words "right", "left", "top" and "bottom" indicate directions in the drawings to which reference is made. The words "inwardly" and "outwardly" refer to directions toward and away from, respectively, the geometric center of the designated device, system, and components thereof. "Forward", "rearward", "upper", "lower" and related words and phrases are descriptive of position and orientation in the drawings to which reference is made and are not limiting. Such terms include the words above, derivatives thereof and words of similar import.
本発明は、固相-液相ハイブリッド電解質膜を含むリチウム二次電池及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lithium secondary battery including a solid-liquid hybrid electrolyte membrane and a manufacturing method thereof.
具体的には、本発明の一態様によるリチウム二次電池は、
互いに反対極性を有する第1電極と第2電極、及び前記第1電極と前記第2電極との間に介在された固相-液相ハイブリッド電解質膜を含み、
このとき、前記固相-液相ハイブリッド電解質膜は、不織布基材層及び多孔性構造層を含み、所定量の液体電解質を含む。
Specifically, the lithium secondary battery according to one aspect of the present invention comprises
a first electrode and a second electrode having opposite polarities, and a solid-liquid hybrid electrolyte membrane interposed between the first electrode and the second electrode;
At this time, the solid-liquid hybrid electrolyte membrane includes a non-woven fabric substrate layer and a porous structure layer, and contains a predetermined amount of liquid electrolyte.
このとき、前記不織布基材層は、高分子フィブリルの微細構造によって形成された微細気孔構造を有し、前記微細気孔構造に固体高分子粒子が分散しているか又は前記液体電解質が含浸されており、
前記多孔性構造層は、前記固体高分子粒子が充填されて互いに接触した状態であって、前記固体高分子粒子同士の間に気孔構造が形成され、前記液体電解質が前記固体高分子粒子同士が面接触した部分、若しくは、前記固体高分子粒子の一部または全体表面を囲んでおり、
前記液体電解質の含量は、前記固体高分子粒子と前記液体電解質との総含量100重量%に対して50%~70重量%であることを特徴とする。
At this time, the nonwoven fabric substrate layer has a microporous structure formed by a microstructure of polymer fibrils, and solid polymer particles are dispersed in the microporous structure or impregnated with the liquid electrolyte. ,
The porous structure layer is in a state in which the solid polymer particles are filled and are in contact with each other, and a pore structure is formed between the solid polymer particles. surrounding the surface contact portion, or a part or the entire surface of the solid polymer particle,
The content of the liquid electrolyte is 50% to 70% by weight with respect to 100% by weight of the total content of the solid polymer particles and the liquid electrolyte.
図1は本発明の一実施形態による固相-液相ハイブリッド電解質膜の構造を概略的に示した図であり、図2は本発明の一実施形態による固相-液相ハイブリッド電解質膜を含む全固体電池の構造を概略的に示した図であり、図3a~図3cは本発明の一実施形態による固相-液相ハイブリッド電解質膜を含むリチウム二次電池の製造方法を概略的に示した図である。以下、図面を参照して本発明をより詳しく説明する。 FIG. 1 schematically illustrates the structure of a solid-liquid hybrid electrolyte membrane according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 includes a solid-liquid hybrid electrolyte membrane according to an embodiment of the present invention. 3a to 3c schematically show a structure of an all-solid-state battery, and FIGS. 3a to 3c schematically show a method of manufacturing a lithium secondary battery including a solid-liquid hybrid electrolyte membrane according to an embodiment of the present invention; FIG. It is a diagram. The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.
図1を参照すると、本発明の一実施形態において、固相-液相ハイブリッド電解質膜100は、不織布基材層110及び多孔性構造層120を含む。
Referring to FIG. 1, in one embodiment of the present invention, a solid-liquid
前記不織布基材層110は、高分子フィブリルの微細構造によって微細気孔構造が形成された不織布基材を含む。
The nonwoven
このとき、前記微細気孔構造には、固体高分子粒子が分散しているか又は前記液体電解質が含浸されている。換言すれば、前記高分子フィブリルと前記固体高分子粒子とが絡まっており、前記高分子フィブリルの表面及び/または前記固体高分子粒子の表面に液体電解質が被覆されている。 At this time, the microporous structure is dispersed with solid polymer particles or impregnated with the liquid electrolyte. In other words, the polymer fibrils and the solid polymer particles are entangled, and the surfaces of the polymer fibrils and/or the surfaces of the solid polymer particles are coated with the liquid electrolyte.
本発明において、前記「高分子フィブリル」とは、前記不織布基材層を構成する高分子の鎖が不織布の製造過程で長手方向に延伸及び配向することで、隣接した分子鎖同士の結合力が高まって長手方向に集合して形成された構造を意味する。 In the present invention, the "polymer fibril" means that the polymer chains constituting the nonwoven fabric substrate layer are stretched and oriented in the longitudinal direction during the manufacturing process of the nonwoven fabric, and the binding force between adjacent molecular chains is increased. It means a structure formed by gathering together in the longitudinal direction.
前記不織布基材層は、複数の高分子フィブリルが相互に規則的に又は不規則的に配列されて層状に積層されたものであり得る。 The nonwoven fabric substrate layer may be a layered layer in which a plurality of polymer fibrils are arranged regularly or irregularly.
このように本発明の一実施形態において、前記固相-液相ハイブリッド電解質膜は、不織布基材層を含み、不織布基材層が固体高分子粒子または液体電解質を含むことで、機械的強度を高め、イオン伝導度を改善することができる。 Thus, in one embodiment of the present invention, the solid-liquid hybrid electrolyte membrane includes a nonwoven fabric base layer, and the nonwoven base layer contains solid polymer particles or a liquid electrolyte to increase mechanical strength. can increase and improve ionic conductivity.
このとき、前記高分子フィブリルは、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエステル、ナイロン、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアリレンエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、これらの共重合体またはこれらの混合物であり得るが、これらに限定されることはない。 At this time, the polymer fibrils are polyolefin, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyester, nylon, polyimide, polybenzoxazole, polytetrafluoroethylene, polyarylene ether sulfone, polyether ether ketone, These copolymers or mixtures thereof may be used, but are not limited to these.
このうち、ポリオレフィンの具体的な例としては、エチレンと一つ以上のC3~C12アルファオレフィンとを共重合させて製造されるポリエチレンを含む低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン及び直鎖の低密度ポリエチレンのようなポリエチレン;及びイソタクチック(isotactic)ポリプロピレン、アタクチック(atactic)ポリプロピレン、シンジオタクチック(syndiotactic)ポリプロピレンのようなポリプロピレンが挙げられるが、これらに限定されることはない。ポリオレフィンは、二次電池分離膜基材の製造に広く使用される物質である。 Specific examples of polyolefins include low-density polyethylene, high-density polyethylene, and linear low-density polyethylene, including polyethylene produced by copolymerizing ethylene with one or more C 3 -C 12 alpha olefins. polyethylene, such as polyethylene; and polypropylene, such as isotactic polypropylene, atactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, but are not limited thereto. Polyolefin is a material that is widely used in the manufacture of secondary battery separator substrates.
前記高分子フィブリルによって形成された気孔内に前記固体高分子粒子が分散しているため、従来の高分子フィブリル自体または固体電解質のみが存在する場合に比べて、機械的強度をより高めることができる。また、高分子フィブリルの微細構造によって形成された微細気孔構造内に液体電解質が含浸されているため、抵抗増加のような悪影響を最小化し、イオン伝導度を増加させることができる。 Since the solid polymer particles are dispersed in the pores formed by the polymer fibrils, the mechanical strength can be further increased compared to the conventional case where only the polymer fibrils themselves or a solid electrolyte exists. . In addition, since the liquid electrolyte is impregnated in the microporous structure formed by the microstructure of the polymer fibrils, adverse effects such as increase in resistance can be minimized and ionic conductivity can be increased.
前記高分子フィブリルは、0.005μm~5μmの平均直径を有し得るが、上記の数値範囲内で不織布基材層の機械的強度が低下しないとともに、不織布基材層の気孔度及び厚さを容易に調節することができる。 The polymer fibrils may have an average diameter of 0.005 μm to 5 μm, within the above numerical range, the mechanical strength of the nonwoven substrate layer is not reduced, and the porosity and thickness of the nonwoven substrate layer are reduced. Can be easily adjusted.
このような高分子フィブリルによって製造された不織布基材は、平均直径0.05μm~100μmの気孔を有し得る。不織布基材層内の不織布基材が上記の数値範囲の気孔直径を満足すれば、前記不織布基材が固相-液相ハイブリッド電解質膜に使用される場合にも、目的とするイオン伝導度及び機械的強度が得られる。 Nonwoven substrates made with such polymeric fibrils can have pores with an average diameter of 0.05 μm to 100 μm. If the nonwoven fabric substrate in the nonwoven fabric substrate layer satisfies the above numerical range of pore diameters, the desired ionic conductivity and Provides mechanical strength.
または、不織布基材内の微細気孔構造の気孔の大きさが、粒子形態である前記固体高分子粒子の平均直径(D50)の0.2倍~100倍、0.5倍~80倍または1倍~50倍であり得る。上記の数値範囲内で前記固体高分子粒子が前記不織布の気孔内に結着され易く、電極組立体を製造した後の短絡発生率を低下させることができる。 Alternatively, the pore size of the microporous structure in the nonwoven fabric substrate is 0.2 to 100 times, 0.5 to 80 times the average diameter (D 50 ) of the solid polymer particles in the form of particles, or It can be from 1x to 50x. Within the above numerical range, the solid polymer particles are easily bound in the pores of the nonwoven fabric, and the short circuit occurrence rate after manufacturing the electrode assembly can be reduced.
また、前記不織布基材は、40%~95%範囲の気孔度を有し得る。前記気孔度の単位%は、特に記載しない限り、vol%を意味する。不織布基材が上記の数値範囲の気孔度を満足させれば、前記不織布基材が固相-液相ハイブリッド電解質膜に使用される場合にも、目的とするイオン伝導度、機械的強度及び形態安定性が得られる。 Also, the nonwoven substrate may have a porosity ranging from 40% to 95%. The unit % of the porosity means vol % unless otherwise specified. If the nonwoven fabric substrate satisfies the above numerical range of porosity, even when the nonwoven fabric substrate is used for a solid-liquid phase hybrid electrolyte membrane, the desired ionic conductivity, mechanical strength and morphology can be achieved. Provides stability.
本発明における「気孔」は、多様な形態の気孔構造を有し、ポロシメトリー(porosimeter)を用いて測定されたか、または、FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope、電界放出型走査電子顕微鏡)上で観察された気孔の平均大きさの一つでも上述した条件を満足すれば、本発明に含まれる。 The "pores" in the present invention have various forms of pore structures and are measured using porosimeter or on FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope). If at least one of the average pore sizes observed in 1 satisfies the above conditions, it is included in the present invention.
本発明の具体的な一実施形態において、前記不織布基材層の厚さは、5μm~100μm、8μm~75μmまたは10μm~50μmであり得る。本発明の一実施形態では、厚さ15μm~40μmの不織布基材層を備えることで、強度及びイオン伝導度の確保の面で有利である。 In one specific embodiment of the invention, the thickness of said nonwoven substrate layer can be from 5 μm to 100 μm, from 8 μm to 75 μm or from 10 μm to 50 μm. In one embodiment of the present invention, providing a nonwoven fabric base layer having a thickness of 15 μm to 40 μm is advantageous in ensuring strength and ionic conductivity.
前記多孔性構造層120は、固体高分子粒子12が充填されて互いに接触した状態であって、前記固体高分子粒子同士の間に気孔構造が形成されたものである。
The
このとき、前記固体高分子粒子は、外圧によって充填されて互いに接触され得る。例えば、前記外圧は、一軸加圧、ロールプレス、冷間静水圧プレス(Cold Isostatic Press:CIP)、熱間静水圧プレス(Hot Isostatic Press:HIP)などであり得る。しかし、これらに制限されることはなく、固体高分子粒子を粘着可能な物理的または化学的方法が使用可能である。 At this time, the solid polymer particles may be filled and brought into contact with each other by an external pressure. For example, the external pressure may be uniaxial pressure, roll press, cold isostatic press (CIP), hot isostatic press (HIP), and the like. However, without being limited to these, any physical or chemical method capable of adhering the solid polymer particles can be used.
このとき、前記固体高分子粒子は、上述した外圧によって前記粒子が有する物理的な弾性領域を超えて、塑性変形して加圧する前に比べて前記粒子同士の接触面が増加するか、体積が変化して新たな接触面が形成されるか、または、塑性変形による粒子同士の接着面の接着力が増加して所定の構造体を形成し得る。例えば、固体高分子粒子はペレット化され得る。 At this time, the solid polymer particles are plastically deformed beyond the physical elastic region of the particles by the external pressure described above, and the contact surface between the particles increases or the volume increases compared to before the pressure is applied. New contact surfaces may be formed by change, or the adhesion of the adhesive surfaces between the particles may be increased by plastic deformation to form the desired structure. For example, solid polymeric particles can be pelletized.
前記固体高分子粒子は、常温で固体であり、電解液に対する溶解度が低い高分子物質である。本発明において、固体高分子粒子は、液体電解質で囲まれているものであって、液体電解質に対する溶解度が低いことが望ましい。また、耐化学性に優れた高分子であることが望ましい。 The solid polymer particles are polymer substances that are solid at room temperature and have low solubility in an electrolytic solution. In the present invention, the solid polymer particles are preferably surrounded by a liquid electrolyte and have low solubility in the liquid electrolyte. Moreover, it is desirable that the polymer be excellent in chemical resistance.
具体的には、前記固体高分子粒子は、液体電解質、例えば、エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=30:70(体積%)に含浸させた場合、30%未満の溶解度を有する。より具体的には、20%未満、15%未満または10%未満の溶解度を有し得る。これにより、前記固体高分子粒子は、溶媒に分散させた場合にも固形の状態で存在することができる。 Specifically, the solid polymer particles have a solubility of less than 30% when impregnated with a liquid electrolyte such as ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate=30:70 (volume %). More specifically, it may have a solubility of less than 20%, less than 15% or less than 10%. Thereby, the solid polymer particles can exist in a solid state even when dispersed in a solvent.
具体的には、前記固体高分子粒子は、エンジニアリングプラスチック樹脂であり得る。 Specifically, the solid polymer particles may be engineering plastic resins.
このとき、前記エンジニアリングプラスチック樹脂は、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマー、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートのうちいずれか一つまたは二つ以上を含み得る。このとき、前記エンジニアリングプラスチック樹脂は、分子量が100,000Da~10,000,000Daであり得る。 At this time, the engineering plastic resin is selected from polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, polyimide, polyamideimide, liquid crystal polymer, polyetherimide, polysulfone, polyarylate, polybutylene terephthalate, polyoxymethylene, polycarbonate, and polymethyl methacrylate. Any one or two or more may be included. At this time, the engineering plastic resin may have a molecular weight of 100,000 Da to 10,000,000 Da.
前記固体高分子粒子は、一般的な商用の無機物粒子と異なって、圧縮性を有するものである。これにより、厚さに対比した重量当りエネルギー密度が増加したリチウム二次電池を提供することができる。また、従来の固体電解質ではなく固体高分子粒子を使用することで、変形が可能な固相-液相ハイブリッド電解質膜を提供することができる。このような固体高分子粒子は、延性を有するものであるため、加圧または熱によって物理的または化学的に連結可能である。これにより、本発明の一実施形態による固相-液相ハイブリッド電解質膜は、別途のバインダー高分子を必要としない。すなわち、前記固相-液相ハイブリッド電解質膜は、バインダー高分子を含まない。これにより、抵抗が減少した固相-液相ハイブリッド電解質膜を提供することができる。 The solid polymer particles have compressibility unlike general commercial inorganic particles. Accordingly, it is possible to provide a lithium secondary battery having an increased energy density per weight relative to the thickness. In addition, by using solid polymer particles instead of conventional solid electrolytes, it is possible to provide a deformable solid-liquid hybrid electrolyte membrane. Such solid polymeric particles are ductile and can be physically or chemically linked by pressure or heat. Accordingly, the solid-liquid hybrid electrolyte membrane according to an embodiment of the present invention does not require a separate binder polymer. That is, the solid-liquid hybrid electrolyte membrane does not contain a binder polymer. This makes it possible to provide a solid-liquid hybrid electrolyte membrane with reduced resistance.
本発明の具体的な一実施形態において、前記固体高分子粒子の平均粒径は、100nm~10μm、200nm~5μmまたは500nm~2μmであり得る。粒径を上記の数値範囲に制御することで、適切な大きさの気孔が形成されて短絡が起きず、液体電解質を十分に含浸させることができる。 In one specific embodiment of the present invention, the solid polymer particles may have an average particle size of 100 nm to 10 μm, 200 nm to 5 μm or 500 nm to 2 μm. By controlling the particle diameter within the above numerical range, pores of an appropriate size are formed to prevent short circuits and allow sufficient impregnation with the liquid electrolyte.
本発明は、液体電解質13を所定量含んでおり、これを通じてリチウムイオンが伝達可能である。すなわち、本発明の一実施形態では、固体電解質を使用しなくても、イオン伝導度の高い固相-液相ハイブリッド電解質膜を含むリチウム二次電池を提供することができる。
The present invention includes a quantity of
前記液体電解質は、前記固体高分子粒子同士が面接触した部分に存在するか、または、前記固体高分子粒子の表面を囲んでいる。換言すれば、前記液体電解質は、前記固体高分子粒子の表面を被覆し得る。このような液体電解質の存在によって、イオン伝導度の高い固相-液相ハイブリッド電解質膜を提供することができる。 The liquid electrolyte is present in the portions where the solid polymer particles are in surface contact with each other, or surrounds the surfaces of the solid polymer particles. In other words, the liquid electrolyte can coat the surfaces of the solid polymer particles. The presence of such a liquid electrolyte makes it possible to provide a solid-liquid hybrid electrolyte membrane with high ionic conductivity.
前記液体電解質の含量は、前記固体高分子粒子と前記液体電解質との総含量100重量%に対して50重量%~70重量%である。具体的には、前記液体電解質の含量は、前記前記固体高分子粒子と前記液体電解質との総含量対比50重量%以上、55重量%以上または60重量%以上であり得、前記固体高分子粒子と前記液体電解質との総含量の70重量%以下、68重量%以下または65重量%以下であり得る。このように液体電解質の含量が高いため、固相-液相ハイブリッド電解質膜のイオン伝導度を改善することができる。 The content of the liquid electrolyte is 50 wt % to 70 wt % with respect to 100 wt % of the total content of the solid polymer particles and the liquid electrolyte. Specifically, the content of the liquid electrolyte may be 50% by weight or more, 55% by weight or more, or 60% by weight or more based on the total content of the solid polymer particles and the liquid electrolyte. and the liquid electrolyte may be 70% by weight or less, 68% by weight or less, or 65% by weight or less. Such a high liquid electrolyte content can improve the ionic conductivity of the solid-liquid hybrid electrolyte membrane.
本発明の一実施形態において、前記固相-液相ハイブリッド電解質膜は、高いイオン伝導度を有する。これは、前記液体電解質が前記固体高分子粒子の表面または面接触する部分に均一に分散して存在するためである。本発明の一実施形態では、このように液体電解質を均一に含浸させるため、ディップコーティング、スプレーコーティング、ドクターブレードコーティング方法またはドロップコーティングなどの公知のコーティング方法のうち適切な方法を1種以上選択して適用し得、特定の方法に限定されない。 In one embodiment of the invention, the solid-liquid hybrid electrolyte membrane has high ionic conductivity. This is because the liquid electrolyte is uniformly dispersed on the surfaces of the solid polymer particles or on the surface-contacting portions. In one embodiment of the present invention, one or more suitable coating methods such as dip coating, spray coating, doctor blade coating, or drop coating are selected to uniformly impregnate the liquid electrolyte. and is not limited to any particular method.
本発明の具体的な一実施形態において、前記液体電解質は、前記固体高分子粒子を溶解させないものであって、優れた耐化学性及び耐電気化学性を有する。 In a specific embodiment of the present invention, the liquid electrolyte does not dissolve the solid polymer particles and has excellent chemical resistance and electrochemical resistance.
例えば、前記液体電解質は、A+B-のような構造の塩であり、A+はLi+、Na+、K+などのようなアルカリ金属陽イオンまたはこれらの組合せからなるイオンを含み、B-はPF6 -、BF4 -、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、AsF6 -、CH3CO2 -、CF3SO3 -、N(CF3SO2)2 -、C(CF2SO2)3 -などのような陰イオンまたはこれらの組合せからなるイオンを含む塩を、エーテル系、カーボネート系、ニトリル系などの有機溶媒に溶解または解離したものであり得るが、これに制限されるのではない。 For example, the liquid electrolyte is a salt with a structure such as A + B - , where A + includes ions consisting of alkali metal cations or combinations thereof, such as Li + , Na + , K + etc., and B — is PF 6 − , BF 4 − , Cl − , Br − , I − , ClO 4 − , AsF 6 − , CH 3 CO 2 − , CF 3 SO 3 − , N(CF 3 SO 2 ) 2 − , C Salts containing anions such as (CF 2 SO 2 ) 3 - or ions consisting of a combination of these may be dissolved or dissociated in organic solvents such as ethers, carbonates and nitriles. is not limited to
例えば、前記エーテル系有機溶媒は、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、エチルプロピルエーテル、1,2-ジメトキシエタン、またはこれらのうち二つ以上の混合物を含み得る。 For example, the ether-based organic solvent may include dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, methyl ethyl ether, methyl propyl ether, ethyl propyl ether, 1,2-dimethoxyethane, or a mixture of two or more thereof.
例えば、前記カーボネート系有機溶媒は、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジプロピルカーボネート(DPC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、またはこれらのうち二つ以上の混合物を含み得る。 For example, the carbonate-based organic solvent may be propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl methyl carbonate (EMC), or these It may contain a mixture of two or more of them.
例えば、前記ニトリル系有機溶媒は、アセトニトリル、スクシノニトリル、またはこれらのうち二つ以上の混合物を含み得る。 For example, the nitrile-based organic solvent may include acetonitrile, succinonitrile, or a mixture of two or more thereof.
その他、ジメチルスルホキシド、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、γ-ブチロラクトンまたはこれらの混合物からなる有機溶媒を含み得るが、これらに限定されることはない。 Other organic solvents may include, but are not limited to, dimethylsulfoxide, dimethoxyethane, diethoxyethane, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), γ-butyrolactone, or mixtures thereof.
本発明の具体的な一実施形態において、前記固相-液相ハイブリッド電解質膜のイオン伝導度は、前記多孔性構造層自体のイオン伝導度に比べて大きく、1×10-5~1×10-1S/cm、1×10-4~1×10-2S/cm、または1×10-4~5×10-3S/cmであり得る。 In a specific embodiment of the present invention, the ionic conductivity of the solid-liquid hybrid electrolyte membrane is greater than the ionic conductivity of the porous structure layer itself, 1×10 −5 to 1×10 −1 S/cm, 1×10 −4 to 1×10 −2 S/cm, or 1×10 −4 to 5×10 −3 S/cm.
このように本発明の一実施形態による固相-液相ハイブリッド電解質膜は、多孔性構造層に比べて前記電解質膜の気孔度は小さいが、多孔性構造層自体に比べて高いイオン伝導度を有し得る。 As described above, in the solid-liquid hybrid electrolyte membrane according to an embodiment of the present invention, the porosity of the electrolyte membrane is smaller than that of the porous structure layer, but the ion conductivity is higher than that of the porous structure layer itself. can have
本発明の具体的な一実施形態において、前記多孔性構造層は、第1電極または第2電極上にそれぞれ独立して直接形成され得る。 In a specific embodiment of the present invention, the porous structure layer can be directly and independently formed on the first electrode or the second electrode.
このとき、形成方法は制限されず、当業界で通常使用する方法で形成され得る。 At this time, the forming method is not limited, and may be formed by a method commonly used in the art.
例えば、固体高分子粒子と液体電解質とが含まれた分散液を前記第1電極または前記第2電極上に塗布して製造し得る。 For example, it can be manufactured by coating a dispersion containing solid polymer particles and a liquid electrolyte on the first electrode or the second electrode.
本発明の一実施形態による固体高分子粒子は、液体電解質が固体高分子粒子を囲む形態で存在することで、以後最終的に製造されたリチウム二次電池で固相-液相ハイブリッド電解質膜のイオン伝導度を高めることができる。 The solid polymer particles according to an embodiment of the present invention are present in a form in which the liquid electrolyte surrounds the solid polymer particles, so that a solid-liquid hybrid electrolyte membrane is formed in the finally manufactured lithium secondary battery. Ionic conductivity can be increased.
このとき、前記分散液を前記第1電極または前記第2電極上にオーバーコーティング(overcoating)して多孔性構造層を形成し、その後不織布基材を介在させることで、不織布基材を構成する高分子フィブリル同士の間に固体高分子粒子及び/または液体電解質が含浸された不織布基材層を形成し得る。 At this time, the dispersion liquid is overcoated on the first electrode or the second electrode to form a porous structure layer, and then a nonwoven fabric substrate is interposed to form a nonwoven fabric substrate. A nonwoven substrate layer impregnated with solid polymeric particles and/or a liquid electrolyte between the molecular fibrils may be formed.
本発明の具体的な一実施形態において、前記多孔性構造層自体及び前記電解質膜の気孔度及び気孔の大きさは、使用される固体高分子粒子の平均粒径または製造時の加圧条件を制御することで調節可能である。例えば、ロールプレスのロールギャップを調節するか、製造温度を制御するか、若しくは、固体高分子粒子の含量または粒径の大きさを制御して調節可能である。 In a specific embodiment of the present invention, the porosity and pore size of the porous structure layer itself and the electrolyte membrane are determined according to the average particle size of the solid polymer particles used or the pressure conditions during production. It can be adjusted by controlling. For example, it can be adjusted by adjusting the roll gap of the roll press, controlling the production temperature, or controlling the content or particle size of the solid polymer particles.
本発明の具体的な一実施形態において、前記多孔性構造層の厚さは5μm~500μm、20μm~300μmまたは30μm~100μmであり得る。本発明の一実施形態では、10μm~50μmのような薄膜の多孔性構造層を使用することで、以後電池を製造するとき、エネルギー密度の面で有利である。 In one specific embodiment of the present invention, the thickness of said porous structure layer may be 5 μm to 500 μm, 20 μm to 300 μm or 30 μm to 100 μm. In one embodiment of the present invention, the use of a thin porous structure layer, such as 10 μm to 50 μm, is advantageous in terms of energy density when subsequent batteries are manufactured.
本発明の具体的な一実施形態において、前記固相-液相ハイブリッド電解質膜の厚さは、5μm~500μm、20μm~300μmまたは30μm~100μmであり得る。本発明の一実施形態では、10μm~50μmのような薄膜状の固相-液相ハイブリッド電解質膜を提供でき、以後電池を製造するとき、エネルギー密度の面で有利である。 In one specific embodiment of the present invention, the solid-liquid hybrid electrolyte membrane may have a thickness of 5 μm to 500 μm, 20 μm to 300 μm or 30 μm to 100 μm. An embodiment of the present invention can provide a thin solid-liquid hybrid electrolyte membrane having a thickness of 10 μm to 50 μm, which is advantageous in terms of energy density when a battery is subsequently manufactured.
本発明の具体的な一実施形態において、前記固相-液相ハイブリッド膜の引張強度は、500kgf/cm2~5000kgf/cm2、700kgf/cm2~3000kgf/cm2または1000kgf/cm2~約2000kgf/cm2であり得る。 In a specific embodiment of the present invention, the solid-liquid hybrid membrane has a tensile strength of 500 kgf/cm 2 to 5000 kgf/cm 2 , 700 kgf/cm 2 to 3000 kgf/cm 2 or 1000 kgf/cm 2 to about It can be 2000 kgf/cm 2 .
本発明の具体的な一実施形態において、前記リチウム二次電池は、リチウムイオン電池または全固体電池であり得る。 In one specific embodiment of the present invention, the lithium secondary battery may be a lithium ion battery or an all solid state battery.
具体的には、前記第1電極及び前記第2電極は、それぞれ独立して、固体電解質を含むか、または、含まないものであり得る。 Specifically, the first electrode and the second electrode may each independently contain or not contain a solid electrolyte.
このとき、前記第1電極が正極であって前記第2電極が負極であるか、または、前記第1電極が負極であって前記第2電極が正極であり得る。 At this time, the first electrode may be a positive electrode and the second electrode may be a negative electrode, or the first electrode may be a negative electrode and the second electrode may be a positive electrode.
本発明において、前記正極と負極は、集電体及び前記集電体の少なくとも一面に電極活物質層が形成されており、前記活物質層は複数の電極活物質粒子を含み、必要に応じて固体電解質を含み得る。また、前記電極は、必要に応じて導電材及びバインダー樹脂のうち一つ以上をさらに含み得る。また、前記電極は、電極の物理化学的特性の補完や改善を目的として、多様な添加剤をさらに含み得る。 In the present invention, the positive electrode and the negative electrode have a current collector and an electrode active material layer formed on at least one surface of the current collector, the active material layer including a plurality of electrode active material particles, and optionally It may contain a solid electrolyte. Also, the electrode may further include one or more of a conductive material and a binder resin, if necessary. Also, the electrode may further include various additives for the purpose of complementing or improving the physicochemical properties of the electrode.
本発明において、負極活物質は、リチウムイオン二次電池の負極活物質として使用可能な物質であれば制限なく使用し得る。例えば、前記負極活物質は、難黒鉛化炭素、黒鉛系炭素などの炭素;LixFe2O3(0≦x≦1)、LixWO2(0≦x≦1)、SnxMe1-xMe’
yOz(Me:Mn、Fe、Pb、Ge;Me’:Al、B、P、Si、周期表の1族、2族、3族元素、ハロゲン;0<x≦1;1≦y≦3;1≦z≦8)などの金属複合酸化物;リチウム金属;リチウム合金;ケイ素系合金;スズ系合金;SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb2O3、Pb3O4、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、GeO、GeO2、Bi2O3、Bi2O4及びBi2O5などの金属酸化物;ポリアセチレンなどの導電性高分子;Li-Co-Ni系材料;チタン酸化物;リチウムチタン酸化物などから選択された1種または2種以上を使用し得る。具体的な一実施形態において、前記負極活物質は炭素系物質及び/またはSiを含み得る。
In the present invention, the negative electrode active material can be used without limitation as long as it can be used as a negative electrode active material for lithium ion secondary batteries. For example, the negative electrode active material includes carbon such as non-graphitizable carbon and graphitic carbon; LixFe2O3 (0≤x≤1), LixWO2 ( 0≤x≤1), SnxMe1 -x Me ' y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me ' : Al, B, P, Si, elements of
正極の場合、電極活物質は、リチウムイオン二次電池の正極活物質として使用可能なものであれば制限なく使用し得る。例えば、前記正極活物質は、リチウムコバルト酸化物(LiCoO2)、リチウムニッケル酸化物(LiNiO2)などの層状化合物、または、一つまたはそれ以上の遷移金属で置換された化合物;化学式Li1+xMn2-xO4(xは0~0.33)、LiMnO3、LiMn2O3、LiMnO2などのリチウムマンガン酸化物;リチウム銅酸化物(Li2CuO2);LiV3O8、LiV3O4、V2O5、Cu2V2O7などのバナジウム酸化物;化学式LiNi1-xMxO2(M=Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、BまたはGa、x=0.01~0.3)で表されるNiサイト型リチウムニッケル酸化物;化学式LiMn1-xMxO2(M=Co、Ni、Fe、Cr、ZnまたはTa、x=0.01~0.1)またはLi2Mn3MO8(M=Fe、Co、Ni、CuまたはZn)で表されるリチウムマンガン複合酸化物;LiNixMn2-xO4で表されるスピネル構造のリチウムマンガン複合酸化物;化学式のLiの一部がアルカリ土類金属イオンで置換されたLiMn2O4;ジスルフィド化合物;Fe2(MoO4)3などが挙げられるが、これらに限定されることはない。 In the case of the positive electrode, the electrode active material can be used without limitation as long as it can be used as a positive electrode active material for lithium ion secondary batteries. For example, the cathode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide ( LiCoO2 ) or lithium nickel oxide ( LiNiO2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as 2-x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 ; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); LiV 3 O 8 , LiV 3 Vanadium oxides such as O 4 , V 2 O 5 , Cu 2 V 2 O 7 ; chemical formula LiNi 1-x M x O 2 (M=Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga, x= 0.01 to 0.3) Ni-site type lithium nickel oxide; 0.1) or lithium-manganese composite oxide represented by Li 2 Mn 3 MO 8 (M=Fe, Co, Ni, Cu or Zn); spinel-structured lithium represented by LiNi x Mn 2-x O 4 Manganese composite oxides; LiMn 2 O 4 in which part of Li in the chemical formula is substituted with alkaline earth metal ions; disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , etc., but not limited to .
本発明において、前記集電体は、金属板などの電気伝導性を有して二次電池分野で公知の集電体を、電極の極性に合わせて適切に使用し得る。 In the present invention, as the current collector, a current collector known in the secondary battery field having electrical conductivity, such as a metal plate, may be appropriately used according to the polarity of the electrode.
本発明において、前記導電材は、通常、電極活物質を含む混合物の全体重量を基準にして1重量%~30重量%で添加される。このような導電材は、当該電池に化学的変化を誘発せず導電性を有するものであれば特に制限されず、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛などの黒鉛;カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類;炭素繊維や金属繊維などの導電性繊維;フッ化カーボン、アルミニウム、ニッケル粉末などの金属粉末;酸化亜鉛、チタン酸カリウムなどの導電性ウィスカー;酸化チタンなどの導電性金属酸化物;ポリフェニレン誘導体などの導電性素材から選択された1種または2種以上の混合物を含み得る。 In the present invention, the conductive material is generally added in an amount of 1-30% by weight based on the total weight of the mixture containing the electrode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it does not induce a chemical change in the battery and has conductivity, for example, graphite such as natural graphite and artificial graphite; carbon black, acetylene black, ketjen black Carbon blacks such as , channel black, furnace black, lamp black, thermal black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powder such as carbon fluoride, aluminum and nickel powder; Zinc oxide, potassium titanate etc. It may contain one or a mixture of two or more selected from conductive whiskers; conductive metal oxides such as titanium oxide; and conductive materials such as polyphenylene derivatives.
本発明において、前記バインダー樹脂は、活物質と導電材などとの結合、及び集電体に対する結合を補助する成分であれば特に制限されず、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース(CMC)、澱粉、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン-ジエンモノマー(EPDM)、スルホン化EPDM、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、多様な共重合体などが挙げられる。前記バインダー樹脂は、通常、電極層100重量%に対して1~30重量%、または1~10重量%の範囲で含まれ得る。 In the present invention, the binder resin is not particularly limited as long as it is a component that assists the bonding between the active material and the conductive material, and the bonding to the current collector. Examples include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, and carboxymethyl cellulose (CMC). , starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene monomer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene-butadiene rubber, fluororubber, various copolymers, etc. be done. The binder resin may generally be contained in the range of 1 to 30% by weight or 1 to 10% by weight with respect to 100% by weight of the electrode layer.
一方、本発明において、前記電極活物質層は、必要に応じて酸化安定添加剤、還元安定添加剤、難燃剤、熱安定剤、防曇剤(antifogging agent)などのような添加剤を1種以上含み得る。 Meanwhile, in the present invention, the electrode active material layer may contain one kind of additive such as an oxidation stabilizer additive, a reduction stabilizer additive, a flame retardant, a heat stabilizer, an antifogging agent, etc., if necessary. can include more than
本発明において、前記固体電解質は、高分子系固体電解質、酸化物系固体電解質及び硫化物系固体電解質のうち一つ以上をさらに含み得る。 In the present invention, the solid electrolyte may further include one or more of a polymer-based solid electrolyte, an oxide-based solid electrolyte, and a sulfide-based solid electrolyte.
本発明において、前記固体電解質は、正極と負極とに対して相異なるものであるか、または、二つ以上の電池素子に対して同じものを使用し得る。例えば、正極の場合は、固体電解質として酸化安定性に優れた高分子電解質を使用し得る。また、負極の場合は、固体電解質として還元安定性に優れた高分子電解質を使用することが望ましい。しかし、これらに限定されるものではなく、電極で主にリチウムイオンを伝達する役割をするため、イオン伝導度の高い素材、例えば10-7S/m以上または10-5S/m以上のものであれば何れも使用可能であり、特定の成分に限定されない。 In the present invention, the solid electrolyte may be different for the positive electrode and the negative electrode, or may be the same for two or more battery elements. For example, in the case of the positive electrode, a polymer electrolyte having excellent oxidation stability can be used as the solid electrolyte. Moreover, in the case of the negative electrode, it is desirable to use a polymer electrolyte excellent in reduction stability as a solid electrolyte. However, the present invention is not limited to these materials, and a material having high ion conductivity, such as 10 −7 S/m or more or 10 −5 S/m or more, is used to mainly transfer lithium ions in the electrode. Any component can be used as long as it is used, and the component is not limited to a specific one.
本発明において、前記高分子電解質は、それぞれ独立して、溶媒化したリチウム塩に高分子樹脂が添加されて形成された固体高分子電解質であるか、または、有機溶媒とリチウム塩を含む有機電解液を高分子樹脂に含有させた高分子ゲル電解質であり得る。 In the present invention, each of the polymer electrolytes is independently a solid polymer electrolyte formed by adding a polymer resin to a solvated lithium salt, or an organic electrolyte containing an organic solvent and a lithium salt. It may be a polymer gel electrolyte in which a liquid is contained in a polymer resin.
また、本発明は、上述した構造を有する二次電池を提供する。また、本発明は、前記二次電池を単位電池として含む電池モジュール、前記電池モジュールを含む電池パック、及び前記電池パックを電源として含むデバイスを提供する。このとき、前記デバイスの具体的な例としては、電気モーターによって動力を受けて駆動するパワーツール;電気自動車(Electric Vehicle:EV)、ハイブリッド電気自動車(Hybrid Electric Vehicle:HEV)、プラグインハイブリッド電気自動車(Plug-in Hybrid Electric Vehicle:PHEV)などを含む電気車;電気自転車(E-bike)、電気スクーター(E-scooter)を含む電気二輪車;電気ゴルフカート;電力貯蔵用システムなどが挙げられるが、これらに限定されることはない。 The present invention also provides a secondary battery having the structure described above. The present invention also provides a battery module including the secondary battery as a unit battery, a battery pack including the battery module, and a device including the battery pack as a power source. At this time, specific examples of the device include a power tool driven by an electric motor; an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), and a plug-in hybrid electric vehicle. Electric vehicles including (Plug-in Hybrid Electric Vehicle: PHEV), etc.; electric bicycles (E-bike), electric scooters (E-scooter) including electric motorcycles; electric golf carts; It is not limited to these.
本発明の一態様は、下記具現例によるリチウム二次電池の製造方法を提供する。各段階を図3a~図3cに概略的に示した。 One aspect of the present invention provides a method of manufacturing a lithium secondary battery according to the following embodiments. Each step is shown schematically in FIGS. 3a-3c.
まず、(S1)多数の固体高分子粒子及び液体電解質を含む分散液を用意する(S1)。該段階を図3aに示した。このとき、高分子粒子としては、固体高分子粒子パウダーを使用し得る。または、多数の高分子粒子が液体電解質に分散している分散液を使用し得る。このとき、前記高分子粒子は、上述した固体高分子粒子において説明した通りである。このとき、溶媒は固体高分子粒子を溶解させず、分散できるものである。例えば、エタノール、メタノールなどであり得る。 First, (S1) a dispersion containing a large number of solid polymer particles and a liquid electrolyte is prepared (S1). The steps are shown in FIG. 3a. At this time, solid polymer particle powder can be used as the polymer particles. Alternatively, a dispersion can be used in which a large number of polymeric particles are dispersed in a liquid electrolyte. At this time, the polymer particles are as described in the solid polymer particles described above. At this time, the solvent does not dissolve the solid polymer particles but can disperse them. For example, it can be ethanol, methanol, and the like.
一方、前記液体電解質の含量は、前記固体高分子粒子と前記液体電解質との総含量100重量%に対して50重量%~70重量%である。具体的には、前記液体電解質の含量は、前記固体高分子粒子と前記液体電解質との総含量対比50重量%以上、55重量%以上または60重量%以上であり得、前記固体高分子粒子と前記液体電解質との総含量の70重量%以下、68重量%以下または65重量%以下であり得る。このように液体電解質の含量が高いため、固相-液相ハイブリッド電解質膜のイオン伝導度を改善することができる。 Meanwhile, the content of the liquid electrolyte is 50 wt % to 70 wt % with respect to 100 wt % of the total content of the solid polymer particles and the liquid electrolyte. Specifically, the content of the liquid electrolyte may be 50% by weight or more, 55% by weight or more, or 60% by weight or more based on the total content of the solid polymer particles and the liquid electrolyte. It may be 70 wt% or less, 68 wt% or less, or 65 wt% or less of the total content with the liquid electrolyte. Such a high liquid electrolyte content can improve the ionic conductivity of the solid-liquid hybrid electrolyte membrane.
本発明の具体的な一実施形態において、前記(S1)段階の分散液には分散のために別途の溶媒がさらに含まれてもよい。溶媒の非制限的な例としては、アセトン、テトラヒドロフラン、塩化メチレンなどが挙げられるが、これらに制限されることはない。 In a specific embodiment of the present invention, the dispersion in step (S1) may further include a separate solvent for dispersion. Non-limiting examples of solvents include, but are not limited to, acetone, tetrahydrofuran, methylene chloride, and the like.
次いで、前記分散液を第1電極上に塗布して多孔性構造層を形成する(S2)。このとき、第1電極は正極または負極であり得、後述する第2電極は第1電極と反対極性を有する電極であって、負極または正極であり得る。 Next, the dispersion is applied on the first electrode to form a porous structure layer (S2). At this time, the first electrode may be a positive electrode or a negative electrode, and the second electrode, which will be described later, may be an electrode having a polarity opposite to that of the first electrode and may be a negative electrode or a positive electrode.
このとき、塗布は当業界で使用可能な通常の方法を用い得る。該段階を図3bに示した。図3bに示されたように、高分子粒子を不織布基材11上に均一に塗布するため、高分子粒子を液体電解質に分散させた後、分散液をコーティングする方法を用い得る。この場合、前記固体高分子粒子は加圧段階を通じて多孔性構造層を形成し得る。このとき、固体高分子粒子は加圧または熱によって物理的に結合可能なものであって、別途のバインダー高分子を必要としない。
At this time, the application can be carried out using a normal method available in the industry. The steps are shown in FIG. 3b. As shown in FIG. 3b, in order to uniformly coat the polymer particles on the
また、本発明の場合、多孔性構造層を形成する際、別途の乾燥段階を必要としない。 In addition, according to the present invention, a separate drying step is not required when forming the porous structure layer.
本発明の場合、高含量の液体電解質を使用して固相-液相ハイブリッド膜のイオン伝導度を高めようとする。高含量の液体電解質を使用することによって引き起こされる機械的強度、構造体の形態維持、工程上の問題を解消するため、本発明の場合、分散液を電極上に塗布した後、直ちに不織布基材を介在させる。これにより、液体電解質の漏液がないと同時に上述した問題を解決した固相-液相ハイブリッド膜を製造することができる。換言すれば、本発明の場合、液体電解質を高含量で維持しければならないため、別途の乾燥段階を設ける代わりに、不織布基材を介在させる段階を含む。 In the present invention, a high content of liquid electrolyte is used to increase the ionic conductivity of the solid-liquid hybrid membrane. In order to solve the mechanical strength, structural morphology maintenance, and process problems caused by the use of a high content of liquid electrolyte, in the present invention, the nonwoven fabric substrate is immediately applied after the dispersion is applied on the electrode. intervene. As a result, it is possible to manufacture a solid-liquid phase hybrid membrane that eliminates leakage of the liquid electrolyte and solves the above-described problems. In other words, in the case of the present invention, the step of interposing the nonwoven substrate is included instead of having a separate drying step because the liquid electrolyte must be maintained at a high content.
その後、前記多孔性構造層上に、不織布基材及び前記第1電極と反対極性を有する第2電極を順次に積層し加圧して不織布基材層を含む固相-液相ハイブリッド電解質膜を製造する(S3)。 Thereafter, a non-woven fabric substrate and a second electrode having a polarity opposite to that of the first electrode are sequentially laminated on the porous structure layer and pressed to manufacture a solid-liquid hybrid electrolyte membrane including the non-woven fabric substrate layer. (S3).
具体的には、前記S3段階は、多孔性構造層上に不織布基材を積層した後、第1電極、多孔性構造層、不織布基材、第2電極が順次に積層された電極組立体を加圧する段階である。これにより、不織布基材の微細気孔構造内に固体高分子粒子が分散しているか又は前記液体電解質が含浸されている不織布基材層を形成できる。 Specifically, in the step S3, after laminating a non-woven fabric substrate on the porous structure layer, an electrode assembly is formed by sequentially laminating a first electrode, a porous structure layer, a non-woven fabric substrate, and a second electrode. This is the step of applying pressure. As a result, a nonwoven fabric substrate layer in which solid polymer particles are dispersed or impregnated with the liquid electrolyte in the fine pore structure of the nonwoven fabric substrate can be formed.
このとき、前記加圧段階は、多孔性基材層及び/または固相-液相ハイブリッド電解質膜の厚さ及び気孔度を制御するため、1回または所定の間隔を置いて数回にかけて加圧する段階であり得る。 At this time, the pressing step is performed once or several times at predetermined intervals in order to control the thickness and porosity of the porous substrate layer and/or the solid-liquid hybrid electrolyte membrane. can be stages.
前記製造方法によって、多孔性構造層及び不織布基材層を含む固相-液相ハイブリッド電解質膜を備えたリチウム二次電池を製造することができる。 A lithium secondary battery having a solid-liquid hybrid electrolyte membrane including a porous structure layer and a non-woven fabric substrate layer can be manufactured by the above manufacturing method.
本発明の具体的な一実施形態において、前記第1電極が正極であって前記第2電極が負極であるか、または、前記第1電極が負極であって前記第2電極が正極であり得る。 In a specific embodiment of the present invention, the first electrode may be a positive electrode and the second electrode may be a negative electrode, or the first electrode may be a negative electrode and the second electrode may be a positive electrode. .
また、前記不織布基材層は、高分子フィブリルの微細構造によって微細気孔構造が形成されたものであって、前記微細気孔構造内に固体高分子粒子が分散しているか又は前記液体電解質が含浸されている。 In addition, the nonwoven fabric base layer has a microporous structure formed by a microstructure of polymer fibrils, and the solid polymer particles are dispersed in the microporous structure or impregnated with the liquid electrolyte. ing.
本発明の具体的な一実施形態において、前記多孔性構造層は、前記固体高分子粒子が充填されて互いに接触した状態であって、前記固体高分子粒子同士の間に気孔構造が形成され、前記液体電解質が前記固体高分子粒子同士が面接触した部分、または、前記固体高分子粒子の表面を囲んでいる。 In a specific embodiment of the present invention, the porous structure layer is filled with the solid polymer particles and is in contact with each other, and a pore structure is formed between the solid polymer particles, The liquid electrolyte surrounds the portions where the solid polymer particles are in surface contact with each other or the surfaces of the solid polymer particles.
このとき、前記不織布基材層は、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエステル、ナイロン、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアリレンエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン及びこれらの共重合体からなる群より選択された1種または2種以上の混合物を含む不織布基材を含み得る。 At this time, the non-woven fabric base layer is made of polyolefin, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyester, nylon, polyimide, polybenzoxazole, polytetrafluoroethylene, polyarylene ether sulfone, polyether ether ketone. and a nonwoven fabric substrate containing one or a mixture of two or more selected from the group consisting of these copolymers.
前記固体高分子粒子は、エンジニアリングプラスチック樹脂であり得る。詳しくは、上述した説明を参照できる。 The solid polymer particles may be engineering plastic resins. For details, refer to the above description.
前記液体電解質は、A+B-のような構造の塩であり、A+はアルカリ金属陽イオンまたはこれらの組合せからなるイオンを含み、B-はPF6 -、BF4 -、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、AsF6 -、CH3CO2 -、CF3SO3 -、N(CF3SO2)2 -、C(CF2SO2)3 -またはこれらの組合せからなるイオンを含む塩であり得るが、これらに制限されることはない。 Said liquid electrolyte is a salt having a structure such as A + B − , where A + comprises alkali metal cations or ions consisting of combinations thereof, and B − is PF 6 − , BF 4 − , Cl − , Br - , I - , ClO 4 - , AsF 6 - , CH 3 CO 2 - , CF 3 SO 3 - , N(CF 3 SO 2 ) 2 - , C(CF 2 SO 2 ) 3 - or combinations thereof It can be a salt containing ions, but is not limited to these.
前記第1電極及び前記第2電極は、それぞれ独立して、固体電解質を含むか、または、含まないものであり得る。 The first electrode and the second electrode may each independently contain or not contain a solid electrolyte.
前記多孔性構造層は、前記第1電極または前記第2電極上にそれぞれ独立して直接塗布され形成されたものであり得る。 The porous structure layer may be directly and independently coated on the first electrode or the second electrode.
本発明の一実施形態によるリチウム二次電池の製造方法は、上述したように、分散液を電極上に直接適用する。前記分散液は、固体高分子粒子と液体電解質を含んでいるが、このうち、液体電解質の含量が固体高分子粒子の含量と同一であるか又はより多い。したがって、分散液を用いて別途のフリー・スタンディング(free-standing)分離膜を製造する場合、含まれた液体電解質が漏れるおそれがあり、液体電解質の含量が高くて機械的強度を維持し難い。また、不織布基材上に直接コーティングする場合は、不織布基材の気孔が大きいため、液体電解質が含浸できずに消失するおそれがある。一方、本発明の一実施形態によれば、前記分散液を電極上に直接塗布することで、十分なイオン伝導度を確保し、短絡を低減させ、機械的強度を高めることができる。 A method for manufacturing a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention applies the dispersion liquid directly onto the electrode as described above. The dispersion contains solid polymer particles and a liquid electrolyte, and the content of the liquid electrolyte is the same as or greater than the content of the solid polymer particles. Therefore, when a separate free-standing separation membrane is manufactured using the dispersion, the contained liquid electrolyte may leak, and the high liquid electrolyte content makes it difficult to maintain mechanical strength. Moreover, when the nonwoven fabric base material is directly coated, the nonwoven fabric base material has large pores, so the liquid electrolyte may not be impregnated and may disappear. On the other hand, according to one embodiment of the present invention, the dispersion can be applied directly onto the electrode to ensure sufficient ionic conductivity, reduce short circuits, and increase mechanical strength.
以下、実施例を挙げて本発明をより詳しく説明するが、下記の実施例は本発明を例示するためのものであって、本発明の範疇がこれらに限定されることはない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the Examples below are intended to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
実施例1
正極形成用スラリーを製作するため、正極活物質としてのNCM811(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)、導電材としてのVGCF(気相法炭素繊維(vapor grown carbon fiber))及び高分子系固体電解質(PEO(ポリエチレンオキサイド)+LiTFSI(リチウムビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド)、[EO]/[Li+]=18:1(モル比))を80:3:17の重量比で製造した。これを厚さ20μmのアルミニウム集電体にドクターブレードを用いて塗布し、その結果物を120℃で4時間真空乾燥した。その後、真空乾燥の結果物をロールプレスを用いて圧延工程を行い、電極の面積を基準にして3mAh/cm2の正極スラリーをローディングし、気孔度22%の正極を収得した。
Example 1
NCM811 (LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 ) as a positive electrode active material and VGCF (vapor grown carbon fiber) as a conductive material were used to prepare a positive electrode forming slurry. and polymer solid electrolyte (PEO (polyethylene oxide) + LiTFSI (lithium bis(trifluoromethane)sulfonimide), [EO]/[Li + ] = 18:1 (molar ratio)) at a weight ratio of 80:3:17. Manufactured by This was applied to an aluminum current collector having a thickness of 20 μm using a doctor blade, and the resulting product was vacuum-dried at 120° C. for 4 hours. After that, the vacuum-dried product was subjected to a rolling process using a roll press, and a positive electrode slurry of 3 mAh/cm 2 based on the area of the electrode was loaded to obtain a positive electrode having a porosity of 22%.
一方、固体高分子粒子として、粉末状のポリフェニレンスルファイド(平均粒径:10μm)を液体電解質(エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=3:7(体積%)、LiPF6 1M、ビニレンカーボネート0.5体積%、フルオロエチレンカーボネート1体積%)に50:50(重量比)で分散させて分散液を製造した。
On the other hand, as solid polymer particles, powdery polyphenylene sulfide (average particle size: 10 µm) was mixed with a liquid electrolyte (ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate = 3:7 (vol%), LiPF 6 1M, vinylene carbonate 0.5 volume. %,
前記分散液3mlを前記正極上にドクターブレードを用いて塗布し加圧して多孔性構造層を形成した。多孔性構造層の厚さは約94μmであった。前記多孔性構造層上に厚さ40μmのPET不織布基材(気孔度78%)を積層し、1.4875cm2の円形に打ち抜いた。その後、リチウム金属を負極として前記不織布基材と対面するように積層した後、常温でロールプレス間隔を調節してラミネーションを行うことで、多孔性構造層及び不織布基材層を含む全固体電池を製造した。 3 ml of the dispersion was applied onto the positive electrode using a doctor blade and pressurized to form a porous structure layer. The thickness of the porous structural layer was about 94 μm. A 40 μm thick PET nonwoven fabric substrate (78% porosity) was laminated on the porous structure layer and punched out into a circle of 1.4875 cm 2 . Then, after laminating lithium metal as a negative electrode so as to face the nonwoven fabric substrate, lamination is performed at room temperature by adjusting the roll press interval, thereby forming an all-solid battery including the porous structure layer and the nonwoven fabric substrate layer. manufactured.
不織布基材層を含む固相-液相ハイブリッド電解質膜の厚さは58μmであった。 The thickness of the solid-liquid hybrid electrolyte membrane containing the nonwoven fabric substrate layer was 58 μm.
実施例2
固体高分子粒子と液体電解質との比率を30:70(重量比)に制御し、多孔性構造層の厚さを81μmに制御し、ラミネーション後の不織布基材を含む固相-液相ハイブリッド電解質膜の厚さが50μmであることを除き、実施例1と同様の方法で全固体電池を製造した。
Example 2
A solid-liquid phase hybrid electrolyte comprising a non-woven fabric substrate after lamination, wherein the ratio of the solid polymer particles and the liquid electrolyte is controlled to 30:70 (weight ratio), the thickness of the porous structure layer is controlled to 81 μm. An all-solid-state battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the film thickness was 50 μm.
実施例3
固体高分子粒子と液体電解質との比率を30:70(重量比)に制御し、多孔性構造層の厚さを77μmに制御し、厚さ20μmの不織布基材層(気孔度:58%)を含む固相-液相ハイブリッド電解質膜のラミネーション後の厚さが43μmであることを除き、実施例1と同様の方法で全固体電池を製造した。
Example 3
The ratio of the solid polymer particles and the liquid electrolyte was controlled to 30:70 (weight ratio), the thickness of the porous structure layer was controlled to 77 μm, and the non-woven fabric base layer (porosity: 58%) with a thickness of 20 μm was prepared. An all-solid-state battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the thickness of the solid-liquid phase hybrid electrolyte membrane after lamination was 43 μm.
実施例4
負極形成用スラリーを製作するため、負極活物質としての人造黒鉛、導電材としてのVGCF及び高分子系固体電解質(PEO+LiTFSI、[EO]/[Li+]=18:1(モル比))を90:2:8の重量比で製造した。これを厚さ15μmの銅集電体にドクターブレードを用いて塗布し、その結果物を100℃で6時間真空乾燥した。その後、真空乾燥の結果物をロールプレスを用いて圧延工程を行って、3.3mAh/cm2の負極スラリーをローディング、気孔度25%の正極を収得した。
Example 4
In order to prepare the slurry for negative electrode formation, artificial graphite as a negative electrode active material, VGCF as a conductive material and a polymer solid electrolyte (PEO + LiTFSI, [EO]/[Li + ] = 18:1 (molar ratio)) were mixed at 90%. : 2:8 weight ratio. This was applied to a copper current collector having a thickness of 15 μm using a doctor blade, and the resulting product was vacuum-dried at 100° C. for 6 hours. Thereafter, the vacuum-dried product was subjected to a rolling process using a roll press, and a negative electrode slurry of 3.3 mAh/cm 2 was loaded to obtain a positive electrode having a porosity of 25%.
一方、固体高分子粒子として粉末状のポリフェニレンスルファイド(平均粒径:10μm)を液体電解質(エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=3:7(体積%)、LiPF6 1M、ビニレンカーボネート0.5体積%、フルオロエチレンカーボネート1体積%)に30:70(重量比)で分散させて分散液を製造した。
On the other hand, powdery polyphenylene sulfide (average particle size: 10 µm) was used as the solid polymer particles, and liquid electrolyte (ethylene carbonate: ethyl methyl carbonate = 3:7 (vol%), LiPF 6 1M, vinylene carbonate 0.5 vol% ,
前記分散液3mlを前記負極上にドクターブレードを用いて塗布して多孔性構造層を製造した。このとき、製造された多孔性構造層の厚さは約82μmであった。前記多孔性構造層上に厚さ40μmのPET不織布基材(気孔度78%)を積層し、それを1.4875cm2の円形に打ち抜いた。その後、リチウム金属を対極にして前記不織布基材と対面するように積層した後、常温でロールプレス間隔を調節してラミネーションを行って多孔性構造層及び不織布基材層を含む全固体電池を製造した。 A porous structure layer was prepared by coating 3 ml of the dispersion on the negative electrode using a doctor blade. At this time, the thickness of the manufactured porous structure layer was about 82 μm. A 40 μm-thick PET nonwoven fabric substrate (78% porosity) was laminated on the porous structural layer, and it was punched out into a circle of 1.4875 cm 2 . Thereafter, lithium metal is used as a counter electrode and laminated so as to face the non-woven fabric substrate, and lamination is performed at room temperature by adjusting the roll-pressing interval to manufacture an all-solid-state battery including a porous structure layer and a non-woven fabric substrate layer. bottom.
不織布基材を含む固相-液相ハイブリッド電解質膜の厚さは52μmであった。 The thickness of the solid-liquid hybrid electrolyte membrane containing the non-woven fabric substrate was 52 μm.
実施例5
次のような方法でリチウムイオン電池を製造した。
Example 5
A lithium ion battery was manufactured by the following method.
まず、正極活物質としてNCM811(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)、導電材としてVGCF、及びポリフッ化ビニリデン(PVDF)を95:3:2の重量比で用意した。これを厚さ20μmのアルミニウム集電体にドクターブレードを用いて塗布し、その結果物を120℃で4時間真空乾燥した。その後、真空乾燥の結果物をロールプレスを用いて圧延工程を行って、3mAh/cm2の正極スラリーをローディングして気孔度22%の正極を収得した。 First, NCM811 (LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 ) as a positive electrode active material, VGCF and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a conductive material were prepared at a weight ratio of 95:3:2. This was applied to an aluminum current collector having a thickness of 20 μm using a doctor blade, and the resulting product was vacuum-dried at 120° C. for 4 hours. Then, the vacuum-dried product was subjected to a rolling process using a roll press, and a positive electrode slurry of 3 mAh/cm 2 was loaded to obtain a positive electrode having a porosity of 22%.
次いで、固体高分子粒子として粉末状のポリフェニレンスルファイド(平均粒径:10μm)を液体電解質(エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=3:7(体積%)、LiPF6 1M、ビニレンカーボネート0.5体積%、フルオロエチレンカーボネート1体積%)に30:70(重量比)で分散させて分散液を製造した。
Next, powdery polyphenylene sulfide (average particle size: 10 µm) was added as solid polymer particles to a liquid electrolyte (ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate = 3:7 (% by volume), LiPF 6 1M, vinylene carbonate 0.5% by volume. ,
前記分散液3mlを前記正極上にドクターブレードを用いて塗布して多孔性構造層を形成した。多孔性構造層の厚さは約94μmであった。前記多孔性構造層上に厚さ40μmのPET不織布基材(気孔度78%)を積層し、1.4875cm2の円形に打ち抜いた。その後、リチウム金属を負極として前記不織布基材と対面するように積層した後、常温でロールプレス間隔を調節してラミネーションを行って多孔性構造層及び不織布基材層を含むリチウムイオン電池を製造した。 A porous structure layer was formed by coating 3 ml of the dispersion on the positive electrode using a doctor blade. The thickness of the porous structural layer was about 94 μm. A 40 μm thick PET nonwoven fabric substrate (78% porosity) was laminated on the porous structure layer and punched out into a circle of 1.4875 cm 2 . After that, lithium metal was used as a negative electrode, and after lamination facing the nonwoven fabric substrate, lamination was performed at room temperature by adjusting the roll-pressing interval to manufacture a lithium ion battery including a porous structure layer and a nonwoven fabric substrate layer. .
不織布基材層を含む固相-液相ハイブリッド電解質膜の厚さは58μmであった。 The thickness of the solid-liquid hybrid electrolyte membrane containing the nonwoven fabric substrate layer was 58 μm.
比較例1
全固体電池の製造に先立って、次のような方法で固相-液相ハイブリッド電解質膜を製造したが、製造された固相-液相電解質膜の強度が十分ではないため、膜としての構造を成し難く、離型フィルムから除去することができなかった。
Comparative example 1
Prior to manufacturing the all-solid-state battery, a solid-liquid phase hybrid electrolyte membrane was manufactured by the following method, but the strength of the manufactured solid-liquid phase electrolyte membrane was not sufficient. was difficult to form and could not be removed from the release film.
固体高分子粒子として粉末状のポリフェニレンスルファイド(平均粒径:10μm)を液体電解質(エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート=3:7(体積%)、LiPF6 1M、ビニレンカーボネート0.5体積%、フルオロエチレンカーボネート1体積%)に30:70(重量比)で分散させて分散液を製造した。 Powdered polyphenylene sulfide (average particle size: 10 µm) as solid polymer particles was mixed with a liquid electrolyte (ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate = 3:7 (vol%), LiPF 6 1M, vinylene carbonate 0.5vol%, fluoro A dispersion was prepared by dispersing in ethylene carbonate (1% by volume) at a ratio of 30:70 (weight ratio).
前記分散液3mlを電極ではなく、離型フィルム上にドクターブレードを用いて塗布して固相-液相のハイブリッド電解質膜を製作した。しかし、コーティング後に製造された固相-液相電解質膜の強度が十分ではないため、膜として構造を成し難く、離型フィルムから除去することができなかった。 A solid-liquid hybrid electrolyte membrane was fabricated by coating 3 ml of the dispersion on a release film, not on an electrode, using a doctor blade. However, since the strength of the solid-liquid electrolyte membrane produced after coating was not sufficient, it was difficult to form a membrane structure and could not be removed from the release film.
比較例2
全固体電池の製造に先立って、次のような方法で固相-液相ハイブリッド電解質膜を製造したが、不織布基材の気孔が大きいため、前記固体高分子粒子が不織布基材内の気孔を通過して不織布基材の他面上に転写されるか又は表面が粗くなって、電解質膜の製作が困難であった。
Comparative example 2
Prior to manufacturing the all-solid-state battery, a solid-liquid phase hybrid electrolyte membrane was manufactured by the following method. Electrolyte membranes were difficult to fabricate because they either passed through and were transferred onto the other side of the nonwoven substrate or the surface was roughened.
比較例2の場合、多孔性構造層を電極ではなく不織布上に直接塗布したことを除き、実施例2と同様の方法で固相-液相ハイブリッド電解質膜を製造した。 In the case of Comparative Example 2, a solid-liquid phase hybrid electrolyte membrane was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the porous structure layer was directly coated on the non-woven fabric instead of the electrode.
具体的には、製造された分散液3mlを厚さ40μmのPET不織布基材(気孔度78%)上にドクターブレードを用いて塗布した。 Specifically, 3 ml of the prepared dispersion was applied onto a 40 μm thick PET nonwoven fabric substrate (78% porosity) using a doctor blade.
比較例2の場合、不織布基材の気孔が大きいため、前記固体高分子粒子が不織布基材内の気孔を通過して不織布基材の他面上に転写されるか又は表面が粗くなって、電解質膜の製作が困難であった。 In the case of Comparative Example 2, since the pores of the non-woven fabric substrate are large, the solid polymer particles pass through the pores in the non-woven fabric substrate and are transferred onto the other surface of the non-woven fabric substrate, or the surface becomes rough. It was difficult to fabricate the electrolyte membrane.
比較例3
不織布基材を使用しないことを除き、実施例2と同様の方法で全固体電池を製造した。
Comparative example 3
An all-solid-state battery was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the nonwoven fabric substrate was not used.
具体的には、製造された分散液3mlを正極上にドクターブレードを用いて塗布した。このとき、製造された多孔性構造層の厚さは約74μmであった。その後、前記正極とリチウム金属負極との間に前記多孔性構造層を介在させた後、常温でロールプレス間隔を調節してラミネーションを行って全固体電池を製造した。介在された多孔性構造層の厚さは42μmであった。 Specifically, 3 ml of the prepared dispersion was applied onto the positive electrode using a doctor blade. At this time, the thickness of the manufactured porous structure layer was about 74 μm. After that, the porous structure layer was interposed between the positive electrode and the lithium metal negative electrode, and lamination was performed by adjusting the roll-pressing interval at room temperature to manufacture an all-solid-state battery. The thickness of the interposed porous structural layer was 42 μm.
比較例4
固相-液相ハイブリッド電解質膜を製造するとき、不織布基材ではなくポリオレフィン系分離膜(厚さ9μm、気孔度43%、気孔の大きさ200nm)を使用したことを除き、実施例2と同様の方法で全固体電池を製造した。
Comparative example 4
Same as Example 2, except that a polyolefin separation membrane (thickness 9 μm, porosity 43%,
表1に示されたように、変形が容易な固体高分子粒子を含む分散液を用いて不織布基材とともに正極と負極との間に介在させる場合、分離膜としての十分な強度を確保してマイクロショートの発生が低減し、イオン伝導度を確保できた。 As shown in Table 1, when a dispersion containing easily deformable solid polymer particles is interposed between the positive electrode and the negative electrode together with the non-woven fabric substrate, sufficient strength as a separation membrane is ensured. The occurrence of micro-shorts was reduced, and ionic conductivity was secured.
一方、不織布基材が含まれず、単独で固相-液相ハイブリッド膜を製造する比較例1の場合は、固相-液相ハイブリッド膜を製造し難く、電極に直接多孔性構造層を形成しても不織布基材層を含まない比較例3の場合は、マイクロショートの発生によって電池の製作が困難であった。 On the other hand, in the case of Comparative Example 1, in which the solid-liquid hybrid membrane is manufactured alone without including the non-woven fabric substrate, it is difficult to manufacture the solid-liquid hybrid membrane, and the porous structure layer is formed directly on the electrode. However, in the case of Comparative Example 3, which did not include the non-woven fabric base layer, it was difficult to fabricate a battery due to the occurrence of micro-shorts.
比較例2のように、不織布基材上に分散液を直接コーティングする場合、不織布基材の気孔が大きいため、固体高分子粒子または液体電解質が不織布基材内の気孔を通過して不織布基材の他面上に転写される又は表面が粗くなって、電解質膜を製作し難かった。 When the dispersion is directly coated on the nonwoven fabric substrate as in Comparative Example 2, the pores of the nonwoven fabric substrate are large, so the solid polymer particles or the liquid electrolyte pass through the pores in the nonwoven fabric substrate. It was difficult to fabricate the electrolyte membrane because it was transferred onto the other surface of the substrate or the surface became rough.
また、比較例4のように、不織布基材ではなく、一般のポリオレフィン系分離膜を適用する場合、ポリオレフィン系分離膜の気孔度が小さいか又は気孔が小さいため、固体高分子粒子と不織布基材との間に形成される構造とは異なる構造が形成され、小さい気孔による性能低下が生じた。 In addition, as in Comparative Example 4, when a general polyolefin-based separation membrane is applied instead of a non-woven fabric substrate, the porosity of the polyolefin-based separation membrane is small or the pores are small. A structure different from the structure formed between and was formed, and performance degradation occurred due to small pores.
100:固相-液相ハイブリッド電解質膜
110:不織布基材層
120:多孔性構造層
11:高分子フィブリル
12:固体高分子粒子
13:液体電解質
200:全固体電池
210:正極
220:負極
230:固相-液相ハイブリッド電解質膜
231:不織布基材層
232:多孔性構造層
21:高分子フィブリル
22:固体高分子粒子
23:液体電解質
100: Solid phase-liquid phase hybrid electrolyte membrane 110: Non-woven fabric substrate layer 120: Porous structure layer 11: Polymer fibril 12: Solid polymer particles 13: Liquid electrolyte 200: All-solid battery 210: Positive electrode 220: Negative electrode 230: Solid phase-liquid phase hybrid electrolyte membrane 231: nonwoven fabric substrate layer 232: porous structure layer 21: polymer fibrils 22: solid polymer particles 23: liquid electrolyte
Claims (20)
前記固相-液相ハイブリッド電解質膜は、
不織布基材層、及び前記不織布基材層の少なくとも一面上に形成されている多孔性構造層を含み、前記不織布基材層は、高分子フィブリルの微細構造によって形成された微細気孔構造を有し、前記微細気孔構造内に固体高分子粒子が分散しているか又は液体電解質が含浸されており、
前記多孔性構造層は、前記固体高分子粒子が充填されて互いに接触した状態であって、前記固体高分子粒子同士の間に気孔構造が形成され、前記液体電解質が前記固体高分子粒子同士が面接触した部分、若しくは、前記固体高分子粒子の一部または全体表面を囲んでおり、
前記液体電解質の含量は、前記固体高分子粒子と前記液体電解質との総含量100重量%に対して50~70重量%であり、
前記固相-液相ハイブリッド電解質膜のイオン伝導度は、1×10-5~1×10-1S/cmである、リチウム二次電池。 A lithium secondary battery comprising a first electrode and a second electrode having opposite polarities, and a solid-liquid hybrid electrolyte membrane interposed between the first electrode and the second electrode,
The solid phase-liquid phase hybrid electrolyte membrane is
and a porous structure layer formed on at least one surface of the non-woven fabric substrate layer, wherein the non-woven fabric substrate layer has a microporous structure formed by a microstructure of polymer fibrils. , solid polymer particles dispersed in the microporous structure or impregnated with a liquid electrolyte,
The porous structure layer is in a state in which the solid polymer particles are filled and are in contact with each other, and a pore structure is formed between the solid polymer particles. surrounding the surface contact portion, or a part or the entire surface of the solid polymer particle,
The content of the liquid electrolyte is 50 to 70% by weight with respect to 100% by weight of the total content of the solid polymer particles and the liquid electrolyte,
A lithium secondary battery, wherein the ion conductivity of the solid-liquid phase hybrid electrolyte membrane is 1×10 −5 to 1×10 −1 S/cm.
前記不織布基材層は、直径0.05μm~30μmの気孔を有し、50~80%範囲の気孔度を有する、請求項1に記載のリチウム二次電池。 the polymeric fibrils have an average diameter of 0.005 μm to 5 μm;
The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the nonwoven fabric base layer has pores with a diameter of 0.05 µm to 30 µm and a porosity in the range of 50 to 80%.
前記多孔性構造層の厚さは5μm~500μmである、請求項1から5のいずれか一項に記載のリチウム二次電池。 The nonwoven fabric substrate layer has a thickness of 5 μm to 100 μm,
The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the porous structure layer has a thickness of 5 µm to 500 µm.
前記固相-液相ハイブリッド電解質膜の厚さは10μm~50μmである、請求項1から6のいずれか一項に記載のリチウム二次電池。 The first electrode or the second electrode includes a solid electrolyte,
The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 6, wherein said solid-liquid phase hybrid electrolyte membrane has a thickness of 10 µm to 50 µm.
(S1)固体高分子粒子及び液体電解質を含む分散液を用意する段階と、
(S2)前記分散液を第1電極上に塗布して多孔性構造層を形成する段階と、
(S3)前記多孔性構造層上に、不織布基材及び前記第1電極と反対極性を有する第2電極を順次に積層し加圧して不織布基材層を含む固相-液相ハイブリッド電解質膜を製造する段階と、を含み、
前記液体電解質の含量は、前記固相-液相ハイブリッド電解質膜の全体含量100重量%に対して50%~70%である、リチウム二次電池の製造方法。 A method for manufacturing a lithium secondary battery comprising a first electrode and a second electrode having opposite polarities and a solid-liquid hybrid electrolyte membrane interposed between the first electrode and the second electrode, the method comprising:
(S1) preparing a dispersion containing solid polymer particles and a liquid electrolyte;
(S2) coating the dispersion on the first electrode to form a porous structure layer;
(S3) A non-woven fabric substrate and a second electrode having a polarity opposite to that of the first electrode are sequentially laminated on the porous structure layer and pressed to form a solid-liquid hybrid electrolyte membrane including the non-woven fabric substrate layer. manufacturing;
The method for manufacturing a lithium secondary battery, wherein the content of the liquid electrolyte is 50% to 70% with respect to 100% by weight of the total content of the solid-liquid hybrid electrolyte membrane.
前記第1電極が負極であって前記第2電極が正極である、請求項13に記載のリチウム二次電池の製造方法。 14. The manufacture of a lithium secondary battery according to claim 13, wherein the first electrode is a positive electrode and the second electrode is a negative electrode, or the first electrode is a negative electrode and the second electrode is a positive electrode. Method.
前記多孔性構造層は、前記固体高分子粒子が充填されて互いに接触した状態であって、前記固体高分子粒子同士の間に気孔構造が形成され、前記液体電解質が前記固体高分子粒子同士が面接触した部分、または、前記固体高分子粒子の表面を囲んでいる、請求項13または14に記載のリチウム二次電池の製造方法。 The nonwoven fabric substrate layer has a microporous structure formed by a microstructure of polymer fibrils, and solid polymer particles are dispersed in the microporous structure or impregnated with the liquid electrolyte,
The porous structure layer is in a state in which the solid polymer particles are filled and are in contact with each other, and a pore structure is formed between the solid polymer particles. 15. The method for producing a lithium secondary battery according to claim 13, wherein the surface contact portion or the surface of the solid polymer particles is surrounded.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008117542A (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-22 | Ohara Inc | Lithium secondary battery, and electrode for lithium secondary battery |
JP2008305783A (en) * | 2005-12-08 | 2008-12-18 | Hitachi Maxell Ltd | Separator for electrochemical element and its manufacturing method as well as electrochemical element and its manufacturing method |
JP2015041606A (en) * | 2013-08-23 | 2015-03-02 | 日本ゼオン株式会社 | Porous film composition for lithium ion secondary batteries, separator with protection layer for lithium ion secondary batteries, electrode with protection layer for lithium ion secondary batteries, and lithium ion secondary battery |
WO2015166621A1 (en) * | 2014-05-02 | 2015-11-05 | ソニー株式会社 | Battery, battery pack, electronic device, electric vehicle, electricity storage device and electric power system |
JP2019197702A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 帝人フロンティア株式会社 | Non-woven fabric for battery separator and battery separator |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100199245B1 (en) * | 1997-04-25 | 1999-06-15 | 손욱 | Solid polymer electrolyte composition |
KR101055536B1 (en) * | 2009-04-10 | 2011-08-08 | 주식회사 엘지화학 | Separator comprising a porous coating layer, a method of manufacturing the same and an electrochemical device having the same |
KR101532730B1 (en) * | 2013-01-16 | 2015-06-30 | 주식회사 엘지화학 | Manufacturing apparatus for electrode assembly |
KR20150039255A (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-10 | 한국전기연구원 | Secondary Batteries Comprising Solid Electrolyte With Wetted Ionic Liquids |
KR101622355B1 (en) * | 2014-07-28 | 2016-05-18 | 울산과학기술원 | Solid electrolytes for all solid state rechargeable lithium battery, methods for manufacturing the same, and all solid state rechargeable lithium battery including the same |
CN109643807B (en) * | 2016-08-30 | 2022-11-01 | 罗地亚经营管理公司 | Solid-liquid electrolyte for use in batteries |
KR102544735B1 (en) | 2017-06-16 | 2023-06-15 | 베이스 에어 매니지먼트 리미티드 | Kit, air management system and air management method |
KR102047300B1 (en) * | 2017-12-27 | 2019-11-21 | 청주대학교 산학협력단 | Hybrid solid electrolyte and secondary battery using the same |
KR20210091597A (en) * | 2020-01-14 | 2021-07-22 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Manufacturing method for all solid state battery including solid-liquid state hybrid electrolyte membrane and solid-liquid state hybrid electrolyte membrane |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008305783A (en) * | 2005-12-08 | 2008-12-18 | Hitachi Maxell Ltd | Separator for electrochemical element and its manufacturing method as well as electrochemical element and its manufacturing method |
JP2008117542A (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-22 | Ohara Inc | Lithium secondary battery, and electrode for lithium secondary battery |
JP2015041606A (en) * | 2013-08-23 | 2015-03-02 | 日本ゼオン株式会社 | Porous film composition for lithium ion secondary batteries, separator with protection layer for lithium ion secondary batteries, electrode with protection layer for lithium ion secondary batteries, and lithium ion secondary battery |
WO2015166621A1 (en) * | 2014-05-02 | 2015-11-05 | ソニー株式会社 | Battery, battery pack, electronic device, electric vehicle, electricity storage device and electric power system |
JP2019197702A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 帝人フロンティア株式会社 | Non-woven fabric for battery separator and battery separator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN115136374A (en) | 2022-09-30 |
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KR20210105199A (en) | 2021-08-26 |
EP4092797A1 (en) | 2022-11-23 |
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